JP4665257B1 - Juice method, trunk shredder and juicing system - Google Patents
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Abstract
【課題】樹液を搾汁し易い片をトランクから効率よく作製できるトランク用シュレッダを提供すると共に、伐採された樹木のトランクから多くの樹液を効率よく搾汁できる搾汁方法及び搾汁システムを提供する。
【解決手段】トランクTを長手方向に沿って前端面Taから送り出す送り部13と、送り部13から送られたトランクTから細裂片を作製する細裂部15とを備え、細裂部15ではトランクの長手方向に対して交差して配置した細裂刃65がトランクTの前端面Taに対して相対移動することで前端面Taを切断又は切削して細裂片を作製するように構成されている。
【選択図】図2Provided is a trunk shredder capable of efficiently producing pieces from which a sap can be squeezed efficiently from the trunk, and also provides a squeezing method and a squeezing system capable of efficiently squeezing a large amount of sap from a trunk of a felled tree. To do.
SOLUTION: A feed portion 13 that feeds a trunk T from a front end surface Ta along a longitudinal direction, and a slit portion 15 that creates a slit from the trunk T sent from the feed portion 13 are provided. The slitting blade 65 arranged so as to intersect with the longitudinal direction of the trunk moves relative to the front end face Ta of the trunk T so that the front end face Ta is cut or cut to produce a slit. Yes.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、樹木のトランクから樹液を搾汁するための搾汁方法と、この搾汁方法に好適に使用可能なトランク用シュレッダと、このトランク用シュレッダを用いた搾汁システムとに関する。 The present invention relates to a squeezing method for squeezing sap from a trunk of a tree, a shredder for a trunk that can be suitably used for the squeezing method, and a squeezing system using the shredder for a trunk.
近年、オイルパームのような樹木のトランクに含まれる樹液を利用し、樹液に含まれる糖からエタノールや乳酸などを製造する技術が開発されている(例えば下記特許文献1)。
In recent years, a technique for producing ethanol, lactic acid and the like from sugar contained in sap using sap contained in a trunk of a tree such as oil palm has been developed (for example,
特許文献1では、オイルパーム由来の樹皮以外の組成物を微生物で発酵させてエタノールや乳酸を製造する方法が記載されている。ここでは、例えば、伐採されて樹皮が除去されたオイルパームのトランクを、粉砕機のような装置を用いて細かく粉砕し、得られた粉砕物を圧搾することで樹液を採取し、得られた搾汁を発酵させることで、エタノールや乳酸を製造している。
このような技術では、桂剥ぎ後のトランクから出来るだけ多くの樹液を効率よく得ることが望まれている。 In such a technique, it is desired to efficiently obtain as much sap as possible from the trunk after peeling off the katsura.
しかしながら、従来から伐採された樹木のトランクは各種の形状に加工して木材として使用すること或いは1辺が5mm〜数cm程度のチップにして使用することは行われているものの、伐採された樹木のトランクから樹液を搾汁することはあまり行われていなかった。そのため、樹木のトランクからより多くの樹液を効率よく採取するための技術は知られていない。 However, the trunks of trees that have been cut down are processed into various shapes and used as timber, or they are used as chips with a side of about 5mm to several centimeters. The squeezing of sap from the trunk was not very common. Therefore, there is no known technique for efficiently collecting more sap from the trunk of the tree.
そこで、本発明では、伐採された樹木のトランクから多くの樹液を効率よく搾汁できる搾汁方法を提供することを第1の目的とし、樹液を搾汁し易い片をトランクから効率よく作製できるトランク用シュレッダを提供することを第2の目的とし、伐採された樹木のトランクから多くの樹液を効率よく搾汁できる搾汁システムを提供することを第3の目的とする。 Then, in this invention, it is the 1st objective to provide the squeezing method which can squeeze many sap efficiently from the trunk of the felled tree, The piece which is easy to squeeze sap can be produced efficiently from a trunk. A second object is to provide a trunk shredder, and a third object is to provide a squeezing system that can efficiently squeeze a large amount of sap from the trunk of a felled tree.
第1の目的を達成する本発明の搾汁方法は、トランクの軸線に対して傾斜方向に交差して配置された細裂刃により、トランクと細裂刃とを相対回転させつつトランクの端面を切断又は切削することで、圧搾装置により圧搾可能な大きさの細裂片を作製し、細裂片を圧搾装置により圧搾して樹液を搾汁する搾汁方法である。
The juice squeezing method of the present invention that achieves the first object is characterized in that the end face of the trunk is moved while the trunk and the tear blade are rotated relative to each other by the tear blade that is arranged so as to intersect with the trunk axis in the inclined direction. It is a squeezing method in which a cut piece having a size that can be squeezed by a squeezing device is produced by cutting or cutting, and the sap is squeezed by squeezing the cut piece with a squeezing device .
本発明の搾汁方法によれば、細裂刃によりトランクから直接細裂片を作製するので、少ない工程で効率よく細裂片を作製できると共に、工程が少ない分、細裂前にトランクに端部や加圧部分が形成され難く、効率よく細裂片を均質に作製できる。しかも、細裂刃によりトランクの端面を切断又は切削することで細裂片を作製するので、細裂片を形成する際に樹液が分離され難いと共に、硬質の繊維であっても短く切断して細かい細裂片を形成でき、樹液を搾汁し易い細裂片を作製できる。そのため、このような細裂片を圧搾して樹液を搾汁すれば、圧搾率を向上できて多くの樹液を得ることが可能である。 According to the squeezing method of the present invention, since the slit pieces are produced directly from the trunk with the slitting blade, the slit pieces can be efficiently produced with a small number of steps, and the end portion or the It is difficult to form a pressurizing portion, and it is possible to efficiently produce a thin piece efficiently. In addition, since the slit end is produced by cutting or cutting the end face of the trunk with a slitting blade, it is difficult to separate the sap when forming the slit, and even hard fibers are cut short and finely divided. A shard can be formed, and a sap that can easily squeeze sap can be produced. Therefore, if the sap is squeezed by squeezing such a thin piece, the squeezing rate can be improved and a large amount of sap can be obtained.
第2の目的を達成する本発明のトランク用シュレッダは、トランクを長手方向に沿って前端面から送り出す送り部と、送り部から送り込まれたトランクから圧搾装置により圧搾可能な大きさの細裂片を作製する細裂部とを備え、細裂部は、トランクの軸線に対して傾斜方向に交差して配置された細裂刃を備え、細裂刃とトランクとを相対回転させつつトランクの前端面を切断又は切削して細裂片を作製するように構成されている。
The trunk shredder of the present invention that achieves the second object comprises a feeding part that feeds the trunk from the front end surface along the longitudinal direction, and a shredded piece that is squeezable by a squeezing device from the trunk fed from the feeding part. The slit portion includes a slit blade that is arranged so as to intersect with the trunk axis in an inclined direction, and the front end surface of the trunk while relatively rotating the slit blade and the trunk. It is configured to produce a cutting or cutting to fine splinters a.
本発明のトランク用シュレッダによれば、送り部によりトランクを長手方向に沿って前端部から送り出しながら、細裂部によりトランクの前端面を切断又は切削して細裂片を作製するので、樹液を搾汁し易い細裂片を効率よく均質に作製できる。 According to the trunk shredder of the present invention, the sap is squeezed out by cutting or cutting the front end surface of the trunk by the slit portion while feeding the trunk from the front end portion along the longitudinal direction by the feed portion. It is possible to efficiently and uniformly produce fine pieces that are easy to juice.
このトランク用シュレッダでは、細裂部が細裂刃を側周面に有して回転駆動されるカッターローラと、側周面にトランクの前端面が当接して回転される受けローラとを備え、トランクの前端側を受けローラの側周面に当接させつつカッターローラの細裂刃により切断又は切削するようにするのが好ましい。 In this trunk shredder, the slit portion includes a cutter roller that has a slit blade on the side peripheral surface and is driven to rotate, and a receiving roller that rotates while the front end surface of the trunk is in contact with the side peripheral surface, It is preferable that the front end side of the trunk is cut or cut by the slitting blade of the cutter roller while abutting the side peripheral surface of the roller.
このようにすれば、カッターローラの細裂刃により作用する引き込む方向の力を、受けローラの側周面にトランクの前端部を当接させることで、トランクの前進方向の移動を十分な力で確実に抑制でき、トランクの送り込み量が変動することを抑制できる。そのため、得られる細裂片の大きさが安定する。 In this way, the force in the pulling direction acting by the slitting blade of the cutter roller is brought into contact with the front peripheral portion of the trunk on the side peripheral surface of the receiving roller, so that the trunk can be moved in the forward direction with sufficient force. It can be surely suppressed and fluctuations in the amount of trunk feed can be suppressed. For this reason, the size of the obtained fine fissure is stabilized.
このトランク用シュレッダでは、カッターローラの回転軸及び受けローラの回転軸は、互いに略平行に、且つ、トランクの送り込み方向に沿って前方が高くなるように傾斜して配設され、カッターローラの回転軸及び受けローラの回転軸の傾斜角度を調整する傾斜調整部を備えるのが好適である。 In this trunk shredder, the rotating shaft of the cutter roller and the rotating shaft of the receiving roller are arranged so as to be substantially parallel to each other and tilted so that the front becomes higher along the trunk feeding direction. It is preferable to provide an inclination adjusting unit that adjusts the inclination angle of the shaft and the rotation shaft of the receiving roller.
このようにすれば、カッターローラにより形成された略円錐形状の切断面を、受けローラの側周面に当接させることが容易であり、トランクの送り込み量の変動を確実に抑制できる。しかも、トランクの前端面に対する細裂刃の角度を調整して所望の細裂片を形成できることに加え、切削角度を調整してもカッターローラによる切断面を受けローラの側周面に当接させることが可能なため、切削角度の調整が容易である。 In this way, it is easy to bring the substantially conical cut surface formed by the cutter roller into contact with the side peripheral surface of the receiving roller, and the variation in the amount of trunk feed can be reliably suppressed. In addition to adjusting the angle of the slit blade with respect to the front end surface of the trunk, the desired slit can be formed, and even if the cutting angle is adjusted, the cutting surface by the cutter roller is received and brought into contact with the side peripheral surface of the roller. Therefore, it is easy to adjust the cutting angle.
このトランク用シュレッダでは、細裂部がカッターローラ及び受けローラの側周面と対向する位置に、両ローラの回転軸と逆勾配に傾斜した回転軸を有するガイドローラを備えるのが好適であり、このガイドローラがトランクの先端側ほど細くなるテーパ形状を呈してトランクの前端面が接触可能な側周面を有するのが好適である。 In this trunk shredder, it is preferable that the slit portion is provided with a guide roller having a rotating shaft inclined in a reverse gradient to the rotating shafts of both rollers at a position facing the side peripheral surfaces of the cutter roller and the receiving roller. It is preferable that the guide roller has a tapered shape that becomes thinner toward the front end side of the trunk and has a side peripheral surface that can contact the front end face of the trunk.
このようにすれば、受けローラとガイドローラとでトランクの前端面を確実に支持してカッターローラに圧接させることができ、細裂片を安定して作製できる。 If it does in this way, the front end surface of a trunk can be certainly supported by a receiving roller and a guide roller, and it can be made to press-contact with a cutter roller, and it can produce a slit piece stably.
このトランク用シュレッダでは、受けローラ及びガイドローラの少なくとも一方の側周面は螺旋突起を備え、この螺旋突起は各ローラの回転方向に対して上り勾配に形成されているのが好適である。 In the trunk shredder, it is preferable that at least one side peripheral surface of the receiving roller and the guide roller includes a spiral protrusion, and the spiral protrusion is formed in an upward slope with respect to the rotation direction of each roller.
このようにすれば、トランクの前端面が螺旋突起に当接されるので、トランクの前端面を十分な力で支持でき、カッターローラの引き込み力により過剰に送り込まれることを確実に防止できる。しかも、螺旋突起が回転しつつトランクが送り込まれるため、適度な送り量でトランクをカッターローラに送り込むことが可能である。 In this case, the front end surface of the trunk is brought into contact with the spiral projection, so that the front end surface of the trunk can be supported with a sufficient force, and it is possible to reliably prevent excessive feeding due to the pulling force of the cutter roller. In addition, since the trunk is fed while the spiral protrusion rotates, the trunk can be fed to the cutter roller with an appropriate feed amount.
本発明のトランク用シュレッダに係る送り部は、トランクの長手方向に沿った軸周りに回転自在で、トランクの側周面を支持する複数の支持ローラと、トランクの送り込み方向と交差方向に沿った軸周りに回転駆動され、表面に螺旋突起を有してこの螺旋突起によりトランクの側周面を加圧する加圧ローラとを備えるのが好適である。 The feeding portion according to the trunk shredder of the present invention is rotatable about an axis along the longitudinal direction of the trunk, and is provided with a plurality of support rollers for supporting the side peripheral surface of the trunk, and along the direction intersecting the trunk feeding direction. It is preferable to include a pressure roller that is rotationally driven around an axis and has a spiral protrusion on the surface and presses the side peripheral surface of the trunk by the spiral protrusion.
このようにすれば、加圧ローラと複数の支持ローラとの間で加圧してトランクを支えるため、径方向に対して安定して支持できることに加え、トランクの長手方向とは交差する方向に沿った軸周りに回転駆動される加圧ローラに螺旋突起が設けられて、螺旋突起がトランクを加圧しつつ回転駆動するので、トランクを加圧ローラにより回転させることができる。そのため、簡単な構成で、トランクを十分な力で支持しつつ安定して回転させて送り出すことができ、細裂片を均質に作製できる。 In this way, since the trunk is supported by pressing between the pressure roller and the plurality of support rollers, the trunk can be supported stably in the radial direction, and along the direction intersecting the longitudinal direction of the trunk. Since the spiral protrusion is provided on the pressure roller that is driven to rotate around the axis, and the spiral protrusion rotates while pressing the trunk, the trunk can be rotated by the pressure roller. Therefore, with a simple configuration, the trunk can be stably rotated and sent out while supporting the trunk with a sufficient force, and the slits can be produced uniformly.
第3の目的を達成する本発明の搾汁システムは、上記のトランク用シュレッダと、このトランク用シュレッダにより作製された細裂片を加圧して搾汁する圧搾装置とを備える。 The squeeze system of the present invention that achieves the third object includes the trunk shredder described above and a squeezing device that presses and squeezes the shredded pieces produced by the trunk shredder.
この搾汁システムによれば、トランク用シュレッダによりトランクから樹液を搾汁し易い細裂片を効率よく均質に作製できるので、圧搾率を向上できて多くの樹液を得ることが可能である。 According to this squeezing system, the shredder for trunk can easily and uniformly produce a shredded piece that can easily squeeze sap from the trunk, so that the squeezing rate can be improved and a large amount of sap can be obtained.
本発明の搾汁方法及び搾汁システムによれば、トランクの長手方向に対して交差して配置された細裂刃により、トランクの端面を切断又は切削することで細裂片を作製し、この細裂片を圧搾して樹液を搾汁するので、樹液を搾汁し易い細裂片を効率よく均質に作製でき、伐採された樹木のトランクから多くの樹液を効率よく搾汁することが可能である。 According to the squeezing method and squeezing system of the present invention, a slit piece is produced by cutting or cutting the end face of the trunk with a slitting blade arranged so as to intersect the longitudinal direction of the trunk. Since the sap is squeezed by squeezing the shards, it is possible to efficiently and uniformly produce fine shards that are easy to squeeze the sap, and it is possible to efficiently squeeze a lot of sap from the trunk of the felled tree.
本発明のトランク用シュレッダによれば、トランクの長手方向に対して交差して配置された細裂刃によりトランクの前端面を切断又は切削することで細裂片を作製するので、樹液を搾汁し易い片としてトランクから効率よく均質に作製することが可能である。 According to the trunk shredder of the present invention, the front end surface of the trunk is cut or cut by the slitting blade arranged so as to intersect with the longitudinal direction of the trunk. As an easy piece, it can be produced efficiently and uniformly from the trunk.
以下、図1乃至図7を参照して本発明に係る実施形態について説明する。
本発明の搾汁システムは、樹木のトランクから樹液を搾汁するためのシステムである。本実施形態では、オイルパームトランクの樹液からエタノールを製造するために使用される搾汁システムの例を用いて説明する。
ここで、トランクは伐採された樹木の幹であり、この実施形態では、後述するトランク用シュレッダにおいて加工し易くするために、枝等の分岐部分が無い又は少ないトランクが好ましく、軸線が直線的に伸びた略円柱形状を呈するものが特に好ましい。トランクの軸線はトランクの各部位の断面における中心を結ぶ線であり、トランクの長手方向に連続した線である。オイルパームトランクでは軸線は略直線となるため、本実施形態ではトランクの軸線を直線として示している。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
The squeezing system of the present invention is a system for squeezing sap from a tree trunk. This embodiment demonstrates using the example of the squeeze system used in order to manufacture ethanol from the sap of an oil palm trunk.
Here, the trunk is a trunk of a felled tree. In this embodiment, in order to facilitate processing in the trunk shredder described later, a trunk having no or few branch parts such as branches is preferable, and the axis is linear. What exhibits the extended substantially cylindrical shape is especially preferable. The trunk axis is a line connecting the centers of the sections of the trunk, and is continuous in the longitudinal direction of the trunk. Since the axis line of the oil palm trunk is substantially straight, the trunk axis is shown as a straight line in this embodiment.
オイルパームトランクからエタノールを製造するための方法は、適宜選択可能であるが、本実施形態では例えば図1のような工程で行う。
図1では、伐採されたオイルパームトランクに対し、例えば所定期間の熟成や樹皮を除去する桂剥ぎなどを行う前処理工程S101と、樹皮が除去されたトランクから多数の細裂片を作製する細裂工程S102と、得られた細裂片を圧搾して樹液を得る圧搾工程S103と、得られた樹液を発酵させる発酵工程S104とにより、バイオエタノールを作製する。
A method for producing ethanol from the oil palm trunk can be selected as appropriate, but in the present embodiment, for example, the process is performed as shown in FIG.
In FIG. 1, for example, a pretreatment step S101 for performing a predetermined period of aging or stripping a bark to remove a bark on a cut oil palm trunk, and a slit for producing a large number of pieces from the trunk from which the bark has been removed. Bioethanol is produced by the step S102, the pressing step S103 for squeezing the obtained strip and obtaining the sap, and the fermentation step S104 for fermenting the obtained sap.
本実施形態の搾汁システムは、細裂工程S102及び圧搾工程S103において使用されるものである。この搾汁システムは、図2に示すようなトランク用シュレッダ10と、図7に示すような圧搾装置80とを備える。
The squeeze system of this embodiment is used in the shredding step S102 and the squeezing step S103. This squeezing system includes a
トランク用シュレッダ10は、図2に示すように、トランクTを軸線方向に移動可能、且つ、軸線周りに回転可能に支持する原料受け部11と、原料受け部11に支持されたトランクTを長手方向に沿う軸周りに回転させつつ長手方向に移動させることで、トランクTを前端面Ta側から前方へ送り出す送り部13と、送り部13により移動されたトランクTから細裂片を作製する細裂部15と、細裂部15により作製された細裂片を排出するためのシュート部17とを備える。
As shown in FIG. 2, the
原料受け部11は、互いに平行に配置された一対の長尺な原料受けローラ21を備え、この一対の原料受けローラ21上にトランクTを載置することで支持するようになっており、トランクTの全長を支持可能な長さを有する。
各原料受けローラ21は、それぞれ周面に螺旋突起を有し、それぞれ回転自在にフレーム19に装着されている。そのため、原料受けローラ21に載置された状態でトランクTに軸線周りに力が負荷されると共に軸線方向に力が負荷されると、自在に回転できると共に回転により軸線に沿って移動することが可能である。
The raw
Each raw
送り部13は、図2乃至図4に示すように、フレーム19の縦支柱19a付近に設けられ、トランクTの側周面を支持する複数の搬送ローラ23と、トランクTに駆動力を付与できる送りローラ25を有したトランク駆動部27とを備えている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
複数の搬送ローラ23は、トランクTの長手方向に沿って互いに平行な回転軸を有し、それぞれ独立に回転自在となるように、フレーム19に固定されたブラケット29に装着されている。各搬送ローラ23の周面には軸周りに螺旋突起が設けられている。ここでは、全ての搬送ローラ23における螺旋突起の勾配及びピッチが同じに形成されており、トランクTに従動した回転方向に対して上り勾配に形成されている。即ち、搬送ローラ23の回転でトランクTが前進する向きに螺旋突起が形成されている。この搬送ローラ23ではトランクTに軸線周りの力が負荷されると共に軸線方向の力が負荷されると、自在に回転しつつ軸線に沿って移動することが可能となっている。
搬送ローラ23は3個以上設けられているのが好ましく、トランクTの回転方向における最上流側又は最下流側の搬送ローラ23が十分に高い位置に配置されることで、トランクTに付与される回転力によりトランクTの横方向の位置を防止できる。
The plurality of
It is preferable that three or
トランク駆動部27は、縦支柱19aに固定されて上下方向に延びるレール31と、レール31に沿って上下動可能なベースプレート33と、ベースプレート33に固定された軸受35に回動自在に支持された送りローラ25と、ベースプレート33に所定の加重を負荷するウエイト37と、ベースプレート33より上方の縦支柱19aにブラケット29を介して固定された油圧シリンダ39と、油圧シリンダ39のロッド39aとベースプレート33の上部とを連結するリンク機構41とを備える。
The
ベースプレート33には、ウエイト37からの加重が負荷され、図2に示す油圧源43から油圧シリンダ39に調整された油圧が供給されることで、油圧シリンダ39のロッド39aから加圧力及び引張力がリンク機構41を介してベースプレート33に負荷される。
The weight applied from the
送りローラ25は、搬送ローラ23の上方となる位置に、回転軸がトランクTの長手方向に対して交差する方向、好ましくは直交方向となるように、ベースプレート33に固定された軸受35により、略水平に配置されて回転自在に支持されている。周面には回転軸周りに螺旋突起が設けられている。この送りローラ25は、図示しないモータにより回転軸を中心に回転駆動可能となっている。
The
このような送り部13では、原料受け部11に支持されたトランクTの先端側の側周面が、複数の搬送ローラ23の螺線突起により支持されると共に、送りローラ25の螺旋突起によりトランクTの側周面を径方向に加圧することで、トランクTが搬送ローラ23と送りローラ25との間で挟持され、これによりトランクTに適した加圧力が負荷された状態で支持される。
In such a
さらに、この状態で送りローラ25が軸周りに回転駆動すると、送りローラ25の螺旋突起がトランクTを加圧しつつ回転することで、送りローラ25からトランクTに回転方向の力と軸線に沿う方向の力とが作用する。即ち、送りローラ25の螺旋突起が回転することで、螺旋突起の勾配に基づき、トランクTの軸線に沿う方向の軸方向成分と、トランクTの軸線に対して直交する周方向成分との分力がトランクTに負荷される。
Further, in this state, when the
すると、トランクTが回転自在な搬送ローラ23の螺旋突起に支持されているので、周方向成分が作用することによりトランクTが回転し、さらに、トランクTが回転しつつ軸方向成分が作用することによりトランクTが軸方向に徐々に移動する。このトランクTの軸線周りの回転速度や軸線に沿う移動速度は、送りローラ25の回転速度や螺旋突起の勾配やピッチ等に応じたものとなる。
従って、この送り部13では、トランクTを加圧状態で支持し、トランクTを軸線周りに回転させると共に軸方向に移動させることができる。ここでは、トランクTの軸線が、直線に近い程、送り部13において円滑に回転及び移動させて細裂部15へ送り込み易いが、直線でなくても送り込みは可能である。
なお、この送り部13では、トランクTを支持しない間は、油圧シリンダ39によりベースプレート33を上昇させた状態で維持することが可能である。
Then, since the trunk T is supported by the spiral projection of the
Accordingly, in the feeding
In addition, in this
次いで、細裂部15は、図2、図4乃至図6に示すように、フレーム19に傾斜調整部45を介して装着されたローラ支持ベース47と、ローラ支持ベース47に配置されて回転駆動されるカッターローラ49と、ローラ支持ベース47にカッターローラ49と併設するように支持されて回転駆動される受けローラ51と、ローラ支持ベース47の上方となるようにフレーム19に固設された取付ベース53と、取付ベース53にカッターローラ49及び受けローラ51の側周面と対向する位置となるように配置されて回転駆動されるガイドローラ55とを備える。
Next, as shown in FIGS. 2, 4 to 6, the
ローラ支持ベース47は、一対の長辺部47aと一対の短辺部47bとが十分な剛性を有して平面視で略四角形形状に接合された枠体からなる。
傾斜調整部45では、フレーム19に設けられた軸受57により、ローラ支持ベース47が一対の長辺部47aの中間位置で揺動可能に枢支されると共に、図2に示すように、ローラ支持ベース47に隣接してフレーム19に立設された支持プレート59の傾斜調整孔59aを用いて、適宜傾斜が調整可能となっている。
この実施形態では、ローラ支持ベース47の傾斜を調整することで、カッターローラ49及び受けローラ51の回転軸が、トランクTの軸線に沿ってトランクの前方側ほど高くなるように傾斜させている。
The
In the
In this embodiment, by adjusting the inclination of the
カッターローラ49及び受けローラ51は、ローラ支持ベース47に設けられた軸受61によりそれぞれ回動可能に支持されており、各ローラ49,51の回転軸は互いに平行となっている。この平行には、完全に平行であることの他、各ローラ49,51の機能が得られる範囲で平行に近似する状態も含まれる。
これらのカッターローラ49及び受けローラ51はそれぞれ別のモータ62,63により回転駆動可能に構成され、各ローラ49,51がそれぞれ独立に異なる回転速度に調整可能となっている。この実施形態では、各ローラ49,51の回転軸は、図2に示すように、正面視でトランクTの軸線に対して交差し、図5に示すように、平面視でトランクTの軸線に対して平行となっている。
The
The
カッターローラ49は、略リング形状を呈して外周面に周方向に所定間隔で細裂刃65が取り付けられた細裂リング67を複数有し、複数の細裂リング67が回転軸に沿って複数並べて固定されている。
ここで細裂刃65とは、トランクTを衝撃力で破砕するのではなく、刃先65aをトランクTに当接させることでトランクTの繊維を切断又は切削可能な刃である。ここでは、細裂刃65の刃先65aの角度θ1が鋭角であるのが好適であり、正のすくい角を有するのが好適である。トランクTの各組織を押し潰さずに細裂片を形成するためである。
The
Here, the
この実施形態に係る各細裂刃65は略四角形の平板形状を呈し、一つの辺が刃先65aとなっている。この細裂刃65は、刃先65aがカッターローラ49の回転軸と平行に配置されるように各細裂リング67に固定されている。細裂リング67に固定された状態では、各細裂刃65の刃先65aが細裂リング67の外表面から僅かに突出した状態となる。
Each
各細裂リング67が回転軸周りに移動不能に取り付けられてカッターローラ49が構成された状態では、回転軸に平行に細裂刃65の刃先65aが連続して配置され、周方向に複数条の刃先65aの列が等ピッチで配置されている。カッターローラ49の回転軸がトランクTの軸線に対して交差するように傾斜しているため、各細裂刃65はトランクTの軸線に対して交差する方向に配置されることになる。
In a state where each of the tearing rings 67 is attached so as to be immovable around the rotation axis and the
細裂刃65がトランクTの軸線に対して交差する方向とは、トランクTに当接する細裂刃65の刃先65aが直線又は曲線形状を呈する場合、その直線又は曲線形状の刃先65aがトランクTの軸線に対して平行となる部位が生じないように配置されていればよい。この交差方向は、トランクTを切断又は切削可能である限り、トランクTの軸線に対して0度より大きく90度未満の傾斜としてもよく、より好ましくは15度以上35度以下とする。
The direction in which the
このようなカッターローラ49では、回転軸が傾斜した状態で回転駆動され、送り部13により送り込まれたトランクTの前端面Taが当接すると、細裂刃65の刃先65aがトランクTの軸線に対して交差して配置された状態でトランクTに対して相対移動し、トランクTの前端面Taを切断又は切削することができる。
トランクTの前端面Taとは、トランクTの長手方向両端に形成される端面のうち、トランクTの移動方向前方側の端面であり、平面、傾斜面、曲面の何れであってもよい。細裂途中の段階では、カッターローラ49の側周面の形状や傾斜、細裂刃65の配置や形状など、種々の条件に応じた形状を呈する。ここでは、略円柱形状のカッターローラ49がトランクTの軸線方向に沿って前方側が高い位置となる勾配で接触することから、前端面Taは若干の凹状曲面の略円錐形状を呈する。
In such a
The front end face Ta of the trunk T is an end face on the front side in the moving direction of the trunk T among end faces formed at both ends in the longitudinal direction of the trunk T, and may be any of a flat surface, an inclined surface, and a curved surface. In the middle of the tearing, the shape according to various conditions such as the shape and inclination of the side peripheral surface of the
カッターローラ49で細裂されることで得られる細裂片の大きさは、樹液が分離されない範囲で細かくする程、後述する圧搾装置80における搾汁効率を向上できる。細裂片を細かくするには、カッターローラ49における細裂刃65の形状や配置を調整したり、トランクTに対するカッターローラ49の相対回転速度を大きくしたり、送り込み速度を小さくするなど、種々の調整により可能である。なお、過剰に細裂片を小さくすると生産性が低下する。そのため、本実施形態では、例えば、得られる細裂片の厚みが0.5mm〜3.0mmの範囲となるようにしている。
The size of the shredded pieces obtained by being shredded by the
一方、ローラ支持ベース47に支持された受けローラ51は、一定直径の略円柱形状を呈し、側周面に螺旋突起が設けられ、その螺旋突起が受けローラ51の回転方向に対して上り勾配に形成されている。即ち、受けローラ51の回転でトランクTが前進する向きに螺旋突起が形成されている。螺旋突起の形状や高さは適宜選択することが可能である。
On the other hand, the receiving
この受けローラ51は、カッターローラ49により細裂されるトランクTの先端面が側周面に当接することで、トランクTの前方への移動を阻止することが可能となっている。即ち、細裂刃65を側周面に有するカッターローラ49を回転させることで、トランクTの前端面Taを切断又は切削すると、細裂刃65により引き込む方向の力がトランクTに作用する。この力は、カッターローラ49の傾斜が大きい程大きくなり、傾斜が小さい程小さくなる。そのため、トランクTの前後方向の位置ずれを十分に防止しないでトランクTを切断又は切削するとすれば、引き込み力の影響でトランクTのカッターローラ49に対する送り込み量が変動し易く、細裂片の大きさにバラツキが生じ易い。
The receiving
ところが、受けローラ51の側周面にトランクTの前端面Taを当接させつつ、カッターローラ49の細裂刃65で切断又は切削すると、カッターローラ49によりトランクTの引き込み力が作用しても、受けローラ51の側周面によりトランクTの前進方向の移動を十分な力で確実に防止できる。
However, when the front end face Ta of the trunk T is brought into contact with the side peripheral surface of the receiving
ここでは受けローラ51の直径が、回転軸に沿う断面で略一定であり、カッターローラ49の直径、より詳細には細裂刃の刃先65aの回転直径と、受けローラの直径、より詳細には螺旋突起の頂部の直径とが同じ又は近似するのが好適である。これによりカッターローラ49が傾斜した状態でトランクTの前端面Taを切断又は切削して形成されたトランクTの前端面Taの形状が、受けローラ51の側周面と一致又は近似するため、カッターローラ49により形成されたトランクTの前端面Taの形状のより広い範囲を受けローラ51に当接させて支持できる。
Here, the diameter of the receiving
このような受けローラ51とガイドローラ55との最も近接した位置における間隙は、平面視においてトランクTの軸線と一致又は近似するのが好適である。これによりトランクTの前端面Taにおける中心位置をトランクTの軸線と一致させることができ、前端面Taを安定して切断又は切削して細裂できる。
The gap at the closest position between the receiving
取り付けベースに支持されたガイドローラ55は、図2、図4及び図5に示されるように、モータ69によりカッターローラ49及び受けローラ51とは別に回転駆動可能に構成されている。ここでは、回転軸が、図4に示すように、正面視においてカッターローラ49及び受けローラ51の回転軸に対して逆勾配となるように傾斜し、図5に示すように、平面視においてトランクTの軸線と一致する。
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the
このガイドローラ55は、トランクTの先端側ほど細くなるテーパ形状を呈する。このテーパ形状と回転軸の勾配とにより、ガイドローラ55の最前方側では、側周面の一部がカッターローラ49の側周面と受けローラ51の側周面との間に配置されている。さらにガイドローラの側周面が、カッターローラ49により細裂されて形成されたトランクTの先端面の円錐形状に広い範囲で接触できる勾配となっている。
The
このガイドローラ55の側周面にも螺旋突起が設けられている。螺旋突起の形状は任意であるが、回転方向に対して上り勾配に形成されている。即ち、ガイドローラ55の回転でトランクTが前進する向きに螺旋突起が形成されている。
そして、このようなガイドローラ55では、側周面にトランクTの前端面Taを常時当接させることで、カッターローラ49へのトランクTの送り込み量が過剰となるのを防止すると共に、カッターローラ49へ向けてトランクTの円錐形状の先端面を案内することができる。
A spiral protrusion is also provided on the side peripheral surface of the
In such a
次いで、トランク用シュレッダ10のシュート部17は、細裂部15において形成されてカッターローラ49と受けローラ51との間から落下する細裂片を底部から排出するように構成されている。落下した細裂片は、図示しないコンベアのような搬送手段により順次圧搾装置80へ移送される。
Next, the
次に、圧搾装置80について説明する。
本実施形態の圧搾装置80は、図7に示すように、複数の圧搾機81,82を備え、各圧搾機81,82は、細裂片が供給される供給部83と、細裂片を圧搾する圧搾部85と、搾汁を排出する搾汁排出部87と、圧搾後の細裂片を排出する繊維排出部95とを備えると共に、上流側の圧搾機81の繊維排出部95から排出された圧搾後の細裂片が下流側の圧搾機82の供給部83に供給されるように、複数の圧搾機81,82が直列に連結されている。
Next, the
As shown in FIG. 7, the squeezing
各圧搾機81,82の圧搾部85は、略水平に配置されて互いに平行に配置された複数本の下ロール89a,89bと、隣接する一対の下ロール89a,89b間の上方に各下ロール89a,89bと略平行に配置された上ロール91とを備える。
各下ロール89a,89bは互いに離間して所定位置に配置され、上ロール91は圧搾用油圧源99により隣接する一対の下ロール89a,89b側に加圧されている。下ロール89a,89b及び上ロール91は互いに図示しないギアを介して連結されており、全てのロール89a,89b,91がモータにより回転駆動可能となっている。
The squeezing
The lower rolls 89a and 89b are spaced apart from each other and arranged at predetermined positions, and the
上流側の圧搾機81の下ロール89a,89b及び下流側の圧搾機82の上流側に配置される下ロール89aには、それぞれ周面に軸方向に延びたシェブロンと称する溝が多数設けられており、細裂片を圧搾部85に引き込み易くなっている。なお、下流側の圧搾機82に備えられた下流側の下ロール89bと各圧搾機81,82の上ロール91とでは周面が平滑に形成されている。
The lower rolls 89a and 89b on the
各圧搾機81,82の下ロール89a,89b間には、ターナプレートと称される支持板93が装着されており、圧搾途中の細裂片が上流側の下ロール89aから下流側の下ロール89bへ乗り移りが可能になっている。
各圧搾機81,82の繊維排出部95には、下流側の下ロール89b及び上ロール91に接してスクレーパ97が設けられており、下ロール89b及び上ロール91の表面に付着している圧搾後の細裂片を剥離して繊維排出部95から排出可能となっている。
A
A
この圧搾装置80では、トランク用シュレッダ10で作製された多数の細裂片が、図示しないコンベアなどにより搬送され、上流側の圧搾機81の供給部83に供給される。供給部83では、重力や圧搾部85による引込力により圧搾部85に細裂片が導入される。圧搾部85では、細裂片は上流側の下ロール89aと上ロール91間で加圧されることで樹液が分離され、支持板93により移動した後、下流側の下ロール89bと上ロール91間で加圧されて再度加圧されて樹液が分離される。分離された樹液は搾液排出部87へ流下し、搾液後の細裂片はスクレーパ97により各ロール89b,91から分離されて繊維排出部95から排出される。
In this squeezing
上流側の圧搾機81の繊維排出部95から排出された細裂片は、下流側の圧搾機82の供給部83へ供給され、下流側の圧搾機82に設けられた圧搾部85において同様に圧搾され、分離された樹液が搾汁排出部87へ流下すると共に、搾液後の細裂片が繊維排出部95から排出される。
上流側の圧搾機81と下流側の圧搾機82とでは、それぞれ圧搾部85の各ロール89a,89b,91の回転数や、上ロール91の加圧力をそれぞれ独立に設定することができ、この実施形態では、各ロール89a,89b,91の回転数は供給された細裂片を圧搾可能な範囲で出来るだけ遅く設定され、上ロール91の圧力は下流側の圧搾機82で大きくなるように設定されている。
The shredded pieces discharged from the
In the upstream pressing
そして、各圧搾機81,82の搾汁排出部87から排出された樹液は、上述のように発酵工程S104に供給されてバイオエタノールの原料として使用される。樹液には柔組織が含まれていてもよい。
一方、繊維排出部95から排出された圧搾後の細裂片は回収されて種々の用途に利用することができ、バイオエタノールの原料として使用してもよい。
ここでは細裂片に含まれる樹液はできるだけ搾汁排出部87から排出させることが好ましく、維管束組織のような硬質の繊維は出来るだけ繊維排出部95から排出されるのが好ましい。
And the sap discharged | emitted from the
On the other hand, the shredded pieces after pressing discharged from the
Here, the sap contained in the shredded pieces is preferably discharged from the
次に、上述のような搾汁システムを用いた搾汁方法について説明する。
この搾汁システムでは、熟成や桂剥ぎなどの前処理が完了した状態のオイルパームのトランクTがトランク用シュレッダ10に供給される。
トランク用シュレッダ10では、トランクTが原料受け部11に略水平に載置された状態で、前端側が送り部13に配置される。送り部13では、トランクTの側周面が搬送ローラ23と送りローラ25との間で設定された圧力で加圧挟持され、送りローラ25が回転することで、トランクTが回転しつつ前端面Taから順次細裂部15に供給される。
Next, the squeezing method using the above squeezing system will be described.
In this squeeze system, an oil palm trunk T in a state in which pretreatment such as aging and katana peeling has been completed is supplied to the
In the
細裂部15では、例えば図6に示すように、送り部13によりトランクTが回転方向D1に一定の回転速度で回転された状態で、カッターローラ49及び受けローラ51が逆の回転方向D2,D3で回転すると共にガイドローラ55が同じ回転方向D4で回転している。各ローラ49,51,55の回転速度は適宜選択可能であるが、本実施形態ではカッターローラ49がトランクTの前端面Taを切断又は切削可能な周速が得られるようにトランクTより速い回転速度で回転し、受けローラ51及びガイドローラ55がトランクTの噛み込みを防止できる範囲でトランクTより速い回転速度で回転している。
そして、カッターローラ49及び受けローラ51がトランクTの軸線に対して前方側が高くなるように傾斜して配置されていることから、送り込まれたトランクTの端面Taが、トランクTの長手方向に対して交差する細裂刃65により順次切断又は切削され、細裂片が作製される。
In the
Since the
作製された細裂片は、圧搾装置80に搬送され、上流側の圧搾機81の供給部83に供給され、上流側の圧搾機81の圧搾部85と下流側の圧搾機82の圧搾部において順次圧搾されることで、樹液が分離されて各圧搾機81,82の搾汁排出部87から排出されると共に、圧搾後の繊維分が繊維排出部95から排出される。そして、搾汁された樹液が発酵工程に移送されてバイオエタノールの製造に供される。
The produced fragment is conveyed to the
以上のようにしてトランクTから樹液を搾汁すれば、細裂刃65によりトランクTの端面から直接細裂片を作製するので、トランクTをブロックに加工してから細裂片を作製する場合に比べ、少ない工程で効率よく細裂片を作製でき、しかも、工程が少ない分、細裂前にトランクTに端部や加圧変形部分が過剰に形成されることがなく、トランクTの長い範囲で細裂片を均質に形成できる。
If the sap is squeezed from the trunk T as described above, a slit piece is produced directly from the end face of the trunk T by the
さらに、トランクTの長手方向に対して交差して配置された細裂刃65によりトランクTの前端面Taを切断又は切削することで細裂片を作製するので、トランクTに衝撃力を与えて粉砕する場合に比べ、細裂片を形成する際に樹液が分離されることを防止できると共に、維管束組織のようなトランクの長手方向に延びる太く固い繊維を短く切断して細裂片を形成でき、微細で均質な細裂片を形成し易い。そのため、微細で均質であって樹液を搾汁し易い細裂片を、トランクTから効率よく作製できる。
そして、この細裂片を圧搾して樹液を搾汁すれば、圧搾率を向上できて多くの樹液を得ることが可能である。
Furthermore, since the front end face Ta of the trunk T is cut or cut by the
And if this thin piece is squeezed and sap is squeezed, the squeezing rate can be improved and many sap can be obtained.
この方法で用いたトランク用シュレッダ10では、細裂刃65を側周面に有して回転駆動されるカッターローラ49と、側周面にトランクTの前端面Taを当接させて回転される受けローラ51とが併設されると共に、トランクTの前端面Taを受けローラ51の側周面に当接させつつカッターローラ49の細裂刃65により切断又は切削するので、トランクTが過剰に引き込まれるようなことを容易に防止できて、細裂片の大きさを安定させることができる。
The
このトランク用シュレッダ10では、カッターローラ49の回転軸及び受けローラ51の回転軸が互いに略平行に配設され、トランクTの長手方向に沿って前方が高くなるように傾斜しているので、トランクTの前方側において、カッターローラ49により形成された略円錐形状の切断面を、容易に受けローラ51の側周面に当接させることができる。
In the
そして、回転軸の傾斜角度を調整する傾斜調整部45を備えていれば、カッターローラ49及び受けローラ51を纏めて傾斜を調整でき、トランクTに対する細裂刃65の切削角度を調整して所望の細裂片を形成し易い上、切削角度を調整しても、トランクTの前方側において、カッターローラ49による切断面を受けローラ51の側周面に当接させることが可能で、切削角度の調整を非常に容易に行うことができる。
If the
さらに、このトランク用シュレッダ10では、細裂部15がカッターローラ49及び受けローラ51の側周面と対向する位置に、両ローラの回転軸と逆勾配に傾斜した回転軸を有するガイドローラ55を備え、このガイドローラ55がトランクTの先端側ほど細くなるテーパ形状を呈してトランクTの前端面Taと接触可能な側周面を有する。
そのため、受けローラ51とガイドローラ55とでトランクTの前端面Taを確実に支持してカッターローラ49に圧接させることができ、細裂片を安定して作製し易くできる。
Further, in the
Therefore, the front end face Ta of the trunk T can be reliably supported by the receiving
加えて、このトランク用シュレッダ10では、受けローラ51の側周面が螺旋突起を備え、この螺旋突起が受けローラ51の回転方向に対して上り勾配に形成されている。そのため、トランクTの前端面Taが螺旋突起に当接されるので、トランクTの前端面Taを十分な力で支持でき、カッターローラ49の引き込み力により過剰に送り込まれることを確実に防止できる。しかも、螺旋突起が回転しつつトランクTが送り込まれるため、適度な送り量でトランクTをカッターローラ49に送り込むことができる。
In addition, in the
このトランク用シュレッダ10に係る送り部13は、トランクTの長手方向に沿った軸周りに回転自在で、トランクTの側周面を支持する複数の搬送ローラ23と、トランクTの長手方向と交差方向に沿った軸周りに回転駆動され、表面に螺旋突起を有してこの螺旋突起によりトランクTの側周面を径方向に加圧する送りローラ25とを備えている。
そのため、送りローラ25と複数の搬送ローラ23との間で加圧してトランクTを支えることで、径方向に対して安定して支持できる上、トランクTの長手方向とは交差する方向に沿った軸周りに回転駆動される送りローラ25に螺旋突起が設けられていて、送りローラ25の螺旋突起がトランクTを加圧しつつ回転駆動されるので、トランクTが送りローラ25の回転速度や螺旋突起のピッチ等に応じて回転することができる。そのため、トランクTを長手方向の軸線周りに安定して所定回転速度で回転させることができる。
The
Therefore, by pressing between the
以上のような搾汁システムによれば、トランク用シュレッダ10と、このトランク用シュレッダ10により作製された細裂片を加圧して搾汁する圧搾装置80とを備えるので、トランク用シュレッダ10によりトランクTから均質に細かくて搾汁し易い細裂片を効率よく作製することができ、その結果、圧搾率を向上でき、多くの樹液を得ることが可能である。
According to the squeezing system as described above, the
このような実施の形態は、この発明の範囲内において適宜変更可能である。例えば、上記ではオイルパームのトランクTを圧搾して樹液を搾汁する例について説明したが。他の樹木のトランクTであっても同様に本発明の搾汁方法や搾汁システムを用いて搾汁することが可能であり、そのような樹木のトランクTであっても、同様にトランク用シュレッダ10により細裂片を作製することが可能である。
Such an embodiment can be appropriately changed within the scope of the present invention. For example, although the above demonstrated the example which squeezes the trunk T of oil palm and squeezes sap. Even the trunk T of other trees can be squeezed similarly using the squeezing method and squeezing system of the present invention, and the trunk T of such a tree is similarly used for the trunk. A shredder can be produced by the
圧搾する方法は、多数の細裂片を十分な圧力により圧縮できるものであれば特に制限はない。上記では、3本のロールが互いに平行に配設されて、各ロール間で加圧される圧搾機を用いた例について説明したが、圧搾機の段数、各ロールの配置や本数などは適宜選択可能である。さらに、例えば互いに対向する平面間に細裂片を配置して加圧することで圧搾することも可能である。 The method of squeezing is not particularly limited as long as a large number of pieces can be compressed with sufficient pressure. In the above description, an example using a pressing machine in which three rolls are arranged in parallel with each other and pressed between the rolls has been described. However, the number of stages of the pressing machines, the arrangement and number of each roll, and the like are appropriately selected. Is possible. Furthermore, for example, it is also possible to squeeze by placing and pressing a thin piece between planes facing each other.
上記では、細裂刃65をカッターローラ49の側周面に配置した例について説明したが、細裂刃65はトランクTの前端面Taに対して相対移動可能であれば、ローラ以外の駆動部材に設けていてもよい。更に、細裂刃65とトランクTとの相対移動は、何れか一方を移動させ、他方を固定することで行うことも可能である。
In the above description, the example in which the
上記では、細裂刃65の刃先65aは直線形状を呈するものについて説明したが、特に限定されるものではなく、トランクTの前端面Taを切断又は切削可能なものであれば、刃先65aが曲線形状又は屈曲した形状であってもよい。さらに、細裂刃65が板状に形成された例について説明したが、例えば、加工チップ等のように、立体的な形状を呈するものであっても使用可能である。
In the above description, the
上記ではトランクTとして円柱形状のものを使用したが、トランクを前処理することで角柱形状に形成したものを使用することも可能である。その場合、トランクを回転させずに細裂部15で前端面Taを細裂すればよい。
In the above description, a cylindrical shape is used as the trunk T. However, it is also possible to use a trunk formed in a prismatic shape by preprocessing the trunk. In that case, the front end face Ta may be split at the
上記では、受けローラ51やガイドローラ55を用いた例について説明したが、これらのローラ51,55を用いることなくカッターローラ49だけで細裂片を作製してもよい。更に、側周面に細裂刃65が設けられたカッターローラ49の代わりに、トランクTを切断又は切削可能な細裂刃が、トランクTの軸線に対して交差する方向となるように、トランクTの先端面に接触して切断又は切削する細裂刃であれば適宜使用可能である。
In the above, the example using the receiving
T トランク
Ta 前端面
10 トランク用シュレッダ
11 原料受け部
13 送り部
15 細裂部
17 シュート部
19 フレーム
21 原料受けローラ
23 搬送ローラ
25 送りローラ
27 トランク駆動部
37 ウエイト
39 油圧シリンダ
45 傾斜調整部
47 ローラ支持ベース
49 カッターローラ
51 受けローラ
53 取付ベース
55 ガイドローラ
59 支持プレート
59a 傾斜調整孔
65 細裂刃
65a 刃先
67 細裂リング
80 圧搾装置
81,82 圧搾機
83 供給部
85 圧搾部
87 搾汁排出部
89a,89b 下ロール
91 上ロール
95 繊維排出部
T Trunk Ta Front end face 10
Claims (9)
上記細裂部は、上記トランクの軸線に対して傾斜方向に交差して配置された細裂刃を備え、該細裂刃と上記トランクとを相対回転させつつ上記トランクの前端面を切断又は切削して上記細裂片を作製する、トランク用シュレッダ。 A feed portion that feeds the trunk from the front end surface along the longitudinal direction, and a slit portion that produces a shredded piece of a size that can be squeezed from the trunk fed from the feed portion by a squeezing device,
The slit portion includes a slit blade disposed so as to intersect with the trunk axis in an inclined direction, and cuts or cuts the front end surface of the trunk while relatively rotating the slit blade and the trunk. A trunk shredder that produces the above-mentioned thin pieces.
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